Проверка входного импеданса пикоамперметра — обязательный этап подготовки к измерениям малых токов. От значения входного импеданса зависит, насколько точно прибор регистрирует ток в цепи с высоким сопротивлением источника. Если импеданс недостаточно высок, часть тока ответвляется во входную цепь, и показания занижаются. Инженер должен понимать, как проверить этот параметр и какие факторы на него влияют.
Проверка входного импеданса пикоамперметра: исходные условия
Перед проверкой входного импеданса пикоамперметра необходимо собрать исходные данные: тип источника сигнала (источник тока или напряжения с высоким выходным сопротивлением), ожидаемый диапазон измеряемого тока (например, от пикоампер до наноампер), а также требования к точности. В документации производителя Keithley для каждой модели пикоамперметра указано номинальное значение входного импеданса — обычно оно составляет 10^12–10^14 Ом. Однако реальное значение может отличаться из-за температуры, влажности или старения компонентов.
Условия эксплуатации также влияют на входной импеданс. Высокая влажность снижает сопротивление изоляции входных цепей, а перегрев увеличивает токи утечки. Поэтому проверку следует проводить в тех же климатических условиях, в которых будут выполняться рабочие измерения. Если стенд находится в неконтролируемой среде, рекомендуется предварительно стабилизировать микроклимат.
Методика проверки входного импеданса
Для проверки входного импеданса пикоамперметра используют метод измерения тока при известном напряжении смещения. Подключают к входу прибора высокоомный резистор (например, 1 ГОм или 10 ГОм) с известным номиналом и допуском. Подают на резистор напряжение от прецизионного источника, измеряют ток и вычисляют импеданс по закону Ома. Важно, чтобы резистор имел низкий температурный коэффициент и был защищён от света и влаги.
Типовая ошибка — использование резистора с недостаточным номиналом. Если сопротивление резистора меньше ожидаемого входного импеданса, результат проверки будет искажён. Также следует учитывать паразитную ёмкость кабелей и оснастки — она может внести дополнительную погрешность. Для минимизации влияния применяют экранированные триаксиальные кабели и охранные потенциалы.
Анализ результатов и корректировка
После получения измеренного значения входного импеданса его сравнивают с паспортными данными. Если импеданс ниже номинала, необходимо проверить состояние входного разъёма, изоляцию кабеля и отсутствие загрязнений. В документации Keithley указаны процедуры очистки и сушки входных цепей. При значительном отклонении (более 10–20 %) прибор может требовать калибровки или ремонта.
Также стоит оценить влияние входного импеданса на погрешность измерения в рабочем диапазоне. Для этого рассчитывают токовую погрешность как отношение напряжения на входе (произведение измеряемого тока на сопротивление источника) к входному импедансу. Если погрешность превышает допустимую, нужно выбрать пикоапмерметр с более высоким импедансом или изменить схему измерения.
Подбор и заказ
Подобрать и заказать оборудование Keithley можно через Делазию. Перейдите в каталог оборудования">каталог оборудования и передайте исходные требования через форму заявки.